盾构隧道侧穿地下连续墙的轴线控制研究

既有建(构)筑物的存在改变了周围土层的应力场分布,不可避免地会影响到盾构推进的轴线控制.针对上海市地铁7号线白杨路站-龙阳路站区间隧道长距离侧向穿越龙阳路站出入场线地下连续墙的工程特点,通过建立有限元模型分析了土仓压力及同步注浆压力对盾构机受力平衡的影响.通过分析发现,地下连续墙的存在将使盾构机两侧受到不平衡力的作用.最后通过盾构受力平衡分析,该不平衡力可以通过调整盾构左、右两组推力油缸的推力的措施来解决.     

开挖问题摩擦效应的有限元计算方法

 采用有限单元法计算砂性土中的开挖卸载,根据既有的散粒体材料开挖应力释放和弹塑性卸载理论研究成果,将卸载过程中材料荷载–位移曲线的非线性等效成为开挖荷载的逐步释放,该过程卸荷模量与加载模量一致,在此基础上推导了用卸荷刚度表示的计算域内开挖荷载计算式;同时,根据现有试验结果将八面体剪应力引入以表征单次加卸载情况下颗粒间的摩擦作用力,并利用虚功原理建立了颗粒间摩擦作用与卸载应力释放特性的关系,将应力释放效应对开挖荷载的影响等效成为修正开挖卸载阶段材料的弹塑性本构关系矩阵,从而实现了考虑卸载摩擦效应的开挖问题计算方法。从节点平衡方程的推导来看,开挖荷载对整个计算区域均有影响,和应力释放效应存在对应关系;设计了砂的室内单向加卸载模型试验,并采用该有限元方法对室内模型试验进行模拟,结果表明,单次加卸载过程中计算曲线可以较好的反映对应试验条件下土体的应力释放特性,计算结果与现有的理论研究成果的认识相符合,该方法对开挖问题的描述具有一定的可行性。     

软土地区侧压损失对盾构隧道受力及变形的影响

针对软土地区地铁沿线工程活动导致盾构隧道收敛变形增大的问题,采用1:10相似模型试验和精细化3D有限元模拟相结合的方法,研究了侧向压力损失对盾构隧道结构处于弹性阶段与塑性阶段的受力及变形的影响规律。研究结果表明:当侧向压力损失较小时,侧向压力损失与盾构隧道径向变形之间呈线性关系,盾构隧道结构处于弹性阶段;当侧向压力损失增大时,侧向压力损失与盾构隧道径向变形之间呈指数型关系,盾构隧道结构进入塑性阶段;增大管片厚度能有效提升管片的抗变形能力,但抗变形能力会随厚度增大而趋于平缓;从混凝土结构偏心受力的角度分析,盾隧道管片厚度增大会导致结构从小偏心受压向大偏心受压转变,但从结构应力/应变的角度分析,管片的最大应变值减小,从而使盾构隧道结构处于更安全的受力状态。     

氯离子及迷流共同作用下持荷盾构管片钢筋锈层形态

针对盾构隧道结构在服役期间可能出现钢筋锈蚀的问题,考虑杂散电流、氯离子及外部荷载共同作用,建立了电-化-力三场耦合的三维管片数值模型,分析了多因素作用下拱腰部位管片钢筋的锈蚀率变化规律及锈层分布形态。研究表明: 1）靠近管片外侧钢筋的锈蚀率比内侧的大,不同区域的钢筋出现最大锈蚀率的位置与连心线的夹角在0°~52°之间。2）在荷载作用下管片钢筋的锈蚀率与体积应变有关,管片中部的锈蚀率大于两端的锈蚀率。3）在钢筋脱钝情况下,管片钢筋的锈蚀率随阴阳极电势差增大呈线性增加,随氯离子含量增大呈对数增加。4）在三种因素共同作用下管片钢筋的锈层分布呈偏心圆形态,且偏心圆圆心坐标及半径的大小与钢筋不均匀锈蚀系数及最大腐蚀电流密度有关。     

软土层中类矩形盾构掘进施工引起地层竖向变形实测与分析

 类矩形盾构断面形状、机械配置与圆形盾构的差异必然引起地层变形规律有所不同,以国内首例软土层中类矩形盾构地铁隧道工程为背景,依据现场实测地表变形、土体分层沉降数据,分析类矩形盾构隧道施工引起地层竖向变形的基本规律,并结合变形机制对施工控制提出建议。结果表明：类矩形盾构施工引起地表沉降最大值约50 mm,开挖面前方影响范围约20 m;地表竖向位移随时间发展呈现出缓慢沉降(隆起)、急剧隆起、快速沉降、平稳沉降4个阶段,沉降主要发生在盾构通过后,由软土地层受扰动后固结引起。地层竖向变形主要受土仓压力、盾尾注浆、盾构姿态等因素的影响,其中,盾构掘进姿态控制是盾构两侧土体竖向位移方向相反的主要原因,盾构姿态对周围地层变形影响比单圆盾构更显著。     

基坑开挖施工对邻近建筑影响的监测分析

本文针对某工程施工 ,介绍了具体的监测手段和监测方法 ,并就获得的监测资料 ,分析了基坑开挖施工的各个阶段对相邻建筑物的影响 ,提出了一些结论和建议。     

路堤式加筋土挡墙的试验研究

对铁路路堤式加筋土挡墙的墙面板水平土压力、墙后土体垂直土压力及加筋材料变形进行了现场原位试验,分析了加筋土挡墙面板水平土压力沿墙高的变化及分布规律、墙后土体垂直土压力变化及加筋材料的变形随填高及时间的变化规律。路堤式加筋土挡墙的面板水平土压力沿墙高呈曲线型分布,同一水平面同一层拉筋的不同位置垂直土压力不一致,实测垂直土压力与理论垂直土压力的比值随距面板的距离增大而线性增大,并得出了路堤式加筋土挡墙的破裂面。     

基于单桩轴力实测的桩身压缩变形计算与分析

通过对软粘土地层中的钻孔灌注桩进行静载荷试验 ,测试并分析了桩顶的荷载～沉降特性以及桩身轴力的发挥过程 ,并结合测试数据就桩身压缩变形与桩顶沉降的关系、规范法中综合系数 ξ的取值以及桩身压缩变形分布规律等方面进行了计算与探讨 ,获得了一些有益的结论     

不同高度土工格室整治基床下沉病害的试验研究

采用 0 .10 ,0 .15和 0 .2 0m高的土工格室进行整治铁路基床下沉病害的试验。从列车荷载作用下基床土动应力的实测数据 ,分析了不同高度土工格室的轨下动应力衰减差异及设计所需的换填厚度。分析表明 ,采用的格室高度愈高 ,轨下动应力衰减愈明显 ,所需换填厚度愈小     

大面积软土基坑放坡开挖引起蠕变的数值分析

根据土体的剪切蠕变特性,采用等效应力和时间的分维数描述土体的蠕变方程,结合现有的上海地区软土的蠕变试验曲线,拟合出蠕变计算参数。以上海铁路南站南广场200m×140m的大型放坡开挖基坑为例,采用有限元法对该基坑放坡和围护相结合的施工过程中土坡的蠕变变形、剪应力松弛和蠕变应变变化规律进行计算分析。计算结果表明,采用幂指数形式的蠕变方程进行软土放坡开挖基坑土坡长期暴露下的蠕变计算是可行的,本工程条件下土体发生衰减蠕变,坡脚水平蠕变量大于坡顶,采用中板支撑时坡顶的变形能满足工程要求。